Применение людьми медвежьего жира в качестве лечебного средства c древних времен неспроста. Сейчас ученые обосновали, что медвежий жир имеет особые свойства, как и весь организм этого животного.
Ученые подтвердили, что у медведей, которые впадают в спячку 5-7 месяцев в год, выработан особый биологический механизм для смягчения неблагоприятного бездействия. Эти животные впадают в спячку где-то на полгода и в течение этого времени не едят, не пьют, не мочатся и не испражняются. Несмотря на это физическое бездействие во время зимней спячки медведи способны справляться с физиологическими условиями, которые были бы невозможны для человека. При этом они используют так называемый накопленный медвежий жир.
Понимание физиологического механизма во время спячки медведя может иметь глубокие последствия для естественного решения проблемы профилактики людей, подвергающихся длительному постельному режиму во время восстановления или после болезни, или астронавтов, получивших воздействие антигравитации во время космического полета.
Процесс метаболизма у медведей в спячке
Зимняя спячка медведя уникальна тем, что она длится от 3 до 7 месяцев и протекает при почти нормальной температуре тела, однако медведь не ест, не пьет, не мочится и не испражняется.
Длительная спячка медведя не приводит к большой потери мышечной массы тела, потому что аминокислоты и накопленный медвежий жир поступают в белковые синтетические пути с повышенной скоростью, производя обратное снижение входа в цикл мочевины. Образующаяся мочевина гидролизуется, а выделяющийся азот соединяется с глицерином с образованием аминокислот, которые вновь входят в белковые синтетические пути. Жировые отложения служат субстратом для обмена веществ давая 400 килокалорий в день. Углеводное голодание клеток или кетоз не возникает. Метаболическая вода достаточна для поддержания нормальной гидратации. Около 100 мл мочи ежедневно фильтруется почками, но имеет особенности в транспортировке воды и раствора обратно в кровь со скоростью, примерно равной их поступлению в мочевой пузырь. Во время зимней спячки у медведя проявляется особенная активность щитовидной железы и повышенная выработка тестостерона. Эти изменения кажутся необходимыми для развития особых состояний анаболизма (образования) и катаболизма (распада).
Из-за этих находок была выдвинута гипотеза, что медведь может изменять свой белковый метаболизм во время зимней спячки по какому-то неизвестному механизму. Ученые считают, что повышенная текучесть белка предполагает сильно действующий белково-анаболический механизм, который конкурирует с аминокислотами. Еще одним следствием такого повышенного оборота белка был бы термогенез. Это, возможно, помогает предотвратить любое чрезмерное снижение температуры тела. Примечательно, что температура тела спящего медведя заметно выше, чем у других зимующих животных.
Частота сердечных сокращений снижается с 55 до всего лишь 9 ударов в минуту с глубокой синусовой аритмией. Вернувшись к нормальной температуре тела и выйдя из берлоги, медведи поддерживают пониженную скорость метаболизма в течение 3 недель.
Выраженное снижение и замедленное восстановление скорости обмена веществ у зимующих медведей свидетельствуют о том, что большинство метаболических нарушений во время зимней спячки не зависят от пониженной температуры тела.
Поразительно, но спячка медведя приводит также к возрастанию концентрации противомикробных защитных белков.
Плотность костей
У многих видов животных, в том числе и у человека, отсутствие движения вызывает дисбаланс в костях, что приводит к увеличению пористости кости и снижению костеобразования. Кроме того, механическая разгрузка кости приводит к потере костной массы и увеличению риска переломов.
Медведи неактивны в течение порядка шести месяцев во время зимней спячки, однако содержание минералов в костях и их прочность не уменьшаются при неиспользовании или старении.
Чтобы проверить, как работают биологические механизмы предотвращения остеопороза у зимующих медведей, ученые измерили сывороточные концентрации гормонов и факторов роста, участвующих в костном метаболизме. Значительное снижение уровня гормона лептина в сыворотке крови после пробуждения от зимней спячки может способствовать быстрому формированию костной ткани во время ремобилизации. Эти результаты подтверждают идею о том, что сезонные изменения концентрации циркулирующих молекул помогают регулировать активность костеобразования и могут быть важны для предотвращения остеопороза.
Эти результаты подтверждают идею о том, что медведи, которые впадают в спячку 5-7 месяцев в год, выработали биологический механизм для смягчения неблагоприятного воздействия неиспользования на пористость костей и механическое поведение.
Улучшение нашего понимания уникального костного метаболизма когда происходит спячка медведя потенциально повысит нашу способность разрабатывать методы лечения остеопороза, связанного с возрастом и отсутствием движения у людей.
Гормоны
Медведи бездействуют до 6 месяцев во время зимней спячки. Они претерпевают глубокие сезонные изменения в потреблении пищи, массе тела и расходе энергии.
Ученые измерили в плазме крови этих животных, гормоны, которые участвуют в регуляции энергетического гомеостаза. Образцы крови были взяты в период активного летнего периода, ранней и поздней спячки. Уровни гормона регулирующего энергетический обмен – лептина в плазме крови значительно снижались в течение неактивного зимнего периода по сравнению с летними уровнями. Результаты показывают, что лептин играет потенциальную роль в регуляции метаболических изменений и энергетического гомеостаза во время зимней спячки у медведей.
Кроме того, бодрствующие медведи демонстрируют гемодинамику (перемещение крови по сосудам), сравнимую с человеческой во время активного состояния, тогда как во время зимней спячки зафиксирована крайне низкая гемодинамика потока и передача гормонов клеткам.
Понимание этих физиологических изменений у медведей может помочь получить представление о механизмах сердечной недостаточности у людей.
Заживление ран
Даже слегка переохлажденная температура тела или конечностей обычно замедляет процессы заживления у подавляющего большинства млекопитающих.
Несмотря на это, впадающие в спячку медведи проявляют глубокие способности в усилении воспалительных реакций на инфекцию и/или инородные тела. Кроме того, они устраняют травмы во время зимней спячки, сохраняя умеренно гипотермические состояния (30-35 °C) и не принимая пищу, питье, мочеиспускание или дефекацию.
Эти целебные способности зимующих медведей являются явным преимуществом выживания для животных. Известно, что медведи имеют повышенные уровни желчной кислоты в плазме во время зимней спячки, что может быть связано с этими ранозаживляющими способностями.
Дальнейшие исследования глубинных механизмов заживления ран во время зимней спячки могут найти применение в медицине человека. Уникальные подходы могут быть найдены для улучшения лечения недоедающих, переохлажденных, диабетических и пожилых пациентов или для уменьшения рубцов, связанных с ожогами и травматическими повреждениями.
Таким образом, всесторонние глобальные данные по процессу метаболизма, прочности костной массы и заживлению ран во время спячки медведей выявили новые биохимические стратегии адаптации к экстремальным условиям и имеют важное значение для нашего понимания физиологии в целом для лечения людей.
Очевидно поэтому люди применяют медвежий жир для лечения.
